CN100391300C - 从宽带码分多址系统到全球移动通信系统的盲切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从宽带码分多址系统(WCDMA)到全球移动通信系统(GSM)的盲切换方法。无线网络控制器预先指定WCDMA小区的GSM邻区的优先级；根据活动集中包含的WCDMA小区，生成参考候选集；取参考候选集中所有WCDMA小区的GSM邻区的交集，根据交集中GSM小区在活动集最优小区中的优先级别，生成切换的目标GSM小区重试候选集；按照目标GSM小区重试候选集中优先级别依次向核心网和用户设备返回目标GSM小区重试候选集中的小区，使用户设备到目标GSM小区重试候选集中的小区尝试进行切换。本发明中的优先级属性，提高操作人员在实际网络中应用的灵活性和对算法的可控性；并充分利用现有的GSM网络资源，减少切换时延，从而减少切换不及时导致的掉话风险。

Description

从宽带码分多址系统到全球移动通信系统的盲切换方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统间的切换技术，特别涉及一种从宽带码分多址系统(WCDMA)到全球移动通信系统(GSM)的盲切换方法。

背景技术

GSM是一种时分多址通信技术，目前被广泛应用于第二代移动通信(2G)网络系统中，并且已经形成了全球覆盖范围最大的移动商业网络。

WCDMA是一种扩频通信技术，在初期主要应用于军事通信。由于其具有频率利用率高、抗干扰能力强、网络容量大、保密性能好、支持宽带多媒体、手机功耗低和发射功率小等一系列卓越的性能，目前在民用通信领域，尤其是在第三代移动通信(3G)网络系统中获得了广泛的关注和应用。

为了提高频谱资源的利用率和整个系统的容量，现有的蜂窝移动通信系统中基站的射频功率被局限于一定的小区范围之内。当移动台离开一个小区进入另外一个小区，移动台接收到的原来小区的信号必然越来越弱，而它接收到的正在进入小区的信号将越来越强。为了保持移动台的通信质量，必将对移动台的接续由原来的基站切换到新进入的信号较强的基站，这就是蜂窝移动通信系统中切换的概念。

由于目前已经形成了覆盖范围完整的GSM商业网络，从运营商建设3G网络的综合效益出发，必将要求尽可能多的利用已有网络，将3G网络业务中能够被2G网络支持的业务切换到GSM网络系统中。

从实现的方式来说，从WCDMA到GSM的切换可以分为基于测量的切换和盲切换。现有技术中从WCDMA到GSM的切换是基于测量的。

请参见图1，图1为用户设备(UE)所在小区位置的示意图。WCDMA-cell为WCDMA系统小区，GSM-cell为GSM系统小区，UE位于WCDMA-cell 1、2和GSM-cell 1的交集中。当UE移动到如图1所示的位置时，现有技术中从WCDMA到GSM的切换步骤如下：

1、无线网络控制器(RNC)下发切换的目标小区列表；假设当前活动集中的最优小区为WCDMA-cell 1，则切换的目标小区为WCDMA-cell 1的GSM邻区：GSM-cell 1、2、3、6、7；

活动集是UE在与网络通信过程中，WCDMA系统中同时为通话中的UE提供服务的小区，活动集中的小区数目可以为1个或者多个；最优小区是活动集中UE测量的导频信号质量最好的小区；图1中假设活动集中的小区为WCDMA-cell 1和WCDMA-cell 2，最优小区为WCDMA-cell 1；

2、UE测量目标小区GSM-cell 1、2、3、6、7的信号质量；

3、UE上报目标小区GSM-cell 1、2、3、6、7的测量报告；

4、根据UE上报的测量报告，RNC选择切换的目标小区，比如GSM-cell 1或者GSM-cell 6，尝试进行切换；

5、如果切换失败，则返回等待UE的测量报告触发下一次切换。

现有技术中从WCDMA到GSM的切换是基于测量的，而测量是需要时间的，包括信令更新的时延和实际测量需要的时间。在某些场景下，比如当核心网(CN)请求建立新的业务，但当前小区无法分配所需资源时，测量就需要的较长的时间，而一次信令交互的时间不可能有很长的等待时间，基于测量的切换方式通常无法满足如此短时间的要求。核心网是WCDMA网络中的架构概念，属于WCDMA网络组成部分之一，该部分与无线接入技术无关。再比如，如果由于当前小区负载较重，希望将部分用户切换到GSM小区中，此时如果使用基于测量的切换方式，往往会导致更大的系统处理负荷和无线资源的损失。

对于盲切换方式，UE不必对目标小区的信号质量进行测量，完全由RNC来决定是否进行切换，由RNC直接指定UE到切换的目标GSM小区中进行重试。一般来说，RNC会根据UE所在的位置，决定是否进行切换，切换的速度很快。

而盲切换的难点在于如何确定切换的目标GSM小区，并使切换的目标GSM小区适应实际应用环境因UE的移动而发生的变化。因为在实际网络中，一个WCDMA小区往往会有多个GSM邻区，UE的移动方向不同，需要切换的目标GSM小区也不同。在实际网络中RNC很难获得UE移动方向的信息，切换中可能会出现掉话等现象，切换的成功率低。正因如此，在目前条件下，盲切换还很难在实际的网络中得以推广应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种从WCDMA到GSM的盲切换方法，减少切换时延和切换不及时导致的掉话风险。

为达到上述目的，本发明提供了一种从WCDMA到GSM的盲切换方法，RNC预先指定WCDMA小区的GSM邻区的优先级，该切换过程至少包括以下步骤：

A、根据活动集中包含的WCDMA小区，生成参考候选集；

B、取参考候选集中所有WCDMA小区的GSM邻区的交集，根据交集中GSM小区在活动集最优小区中的优先级别，生成切换的目标GSM小区重试候选集；

C、按照目标GSM小区重试候选集中优先级别依次向核心网(CN)和用户设备(UE)返回目标GSM小区重试候选集中的小区，使UE到目标GSM小区重试候选集中的小区尝试进行切换。

上述方案中，所述的GSM邻区的优先级的指定方法为：根据在实际应用中需要向GSM小区切换的概率或者GSM小区的覆盖范围与WCDMA小区的覆盖范围重合度来指定，概率越大或重合度越高，则指定对应的GSM小区的优先级就越高。

上述方案中，所述的步骤A包括：

A1、选择活动集中的最优小区放入参考候选集；

A2、选择活动集中的非最优小区放入参考候选集；

A3、判断参考候选集中小区数目是否超过预先配置的“参考候选集大小”，若超过则从参考候选集中，按最优小区至非最优小区的顺序取前“参考候选集大小”个小区作为最终的参考候选集，若没有超过则此参考候选集就是最终的参考候选集。

上述方案中，所述的生成参考候选集之前，RNC根据记录的每个测量报告的上报时间和对应的小区标识，判断非活动集中小区的测量报告是否有效：如果测量报告无效，则直接将活动集中包含的WCDMA小区，放入参考候选集；如果测量报告有效，则获取网络端缓存的非活动集中小区的测量报告，并根据测量报告计算小区信号质量的映射值，然后将活动集中包含的WCDMA小区和映射值对应的小区，放入参考候选集。

上述方案中，所述的计算小区信号质量的映射值包括以下步骤：

C1、获取当前的系统时间，计算测量报告中每个小区测量值的缓存时间；

C2、丢弃缓存时间大于最大有效时间的小区；

C3、把小区测量值、缓存时间和线性因子代入公式“映射值＝小区测量值-缓存时间(s)×线性因子(dB/s)”，计算出当前的小区信号质量的映射值；

C4、丢弃映射值差于预先配置的“参考候选集门限”的小区；

C5、按映射值由大到小的顺序排序映射值对应的小区。

上述方案中，所述的将活动集中包含的WCDMA小区和映射值对应的小区放入参考候选集，是先将活动集中包含的WCDMA小区放入参考候选集，然后再将映射值对应的小区按影射值的大小顺序依次放入参考候选集。

上述方案中，所述的步骤B包括：

B1、选择参考候选集中所有WCDMA小区的GSM邻区的交集；

B2、根据GSM小区的优先级，确定GSM小区在活动集最优小区中的选择顺序，根据GSM小区在活动集最优小区中的选择顺序，确定交集中GSM小区的选择顺序；B3、按GSM小区的选择顺序将交集中GSM小区放入目标GSM小区重试候选集；B4、判断目标GSM小区重试候选集中的小区数目是否超过预先配置的“GSM小区重试候选集大小”，若超过则从目标GSM小区重试候选集中，按GSM小区的选择顺序取前“GSM小区重试候选集大小”个GSM小区作为最终切换的目标GSM小区重试候选集，若没有超过则此目标GSM小区重试候选集就是最终切换的目标GSM小区重试候选集。

该方法进一步包括，在切换前RNC对CN当前请求建立的业务类型进行判决：UE当前所处的WCDMA小区，如果不能为CN当前请求建立的业务类型分配足够的资源，并且CN当前请求建立的业务类型，在GSM网络中也能够被支持，则进行盲切换。UE当前所处的WCDMA小区，虽然可以为CN当前请求建立的业务类型分配足够的资源，但是希望将CN当前请求建立的业务类型放入GSM网络系统中，则进行盲切换。

本发明提供了一种从WCDMA到GSM的盲切换方法。当从WCDMA到GSM进行切换时，无需UE对GSM小区进行测量，大大地减小了切换过程中的时延；RNC根据活动集中包含的WCDMA小区生成参考候选集，取参考候选集中WCDMA小区的多个GSM邻区的交集，生成切换的目标GSM小区；从而充分利用当前网络的已有信息，减少切换时延和切换不及时导致的掉话风险。

附图说明

图1为用户设备所在小区位置的示意图；

图2为本发明一个较佳实施例的从WCDMA到GSM的盲切换方法流程图；

图3为图2所示的较佳实施例中计算小区信号质量映射值的流程图；

图4为图2所示的较佳实施例中生成参考候选集的流程图；

图5为图2所示的较佳实施例中生成切换的目标GSM小区重试候选集的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明进一步详细的说明。

本发明中RNC预先为WCDMA网络的每个小区配置GSM邻近小区，并指定GSM邻近小区的优先级。本文中为表述方便，假设0代表最高的优先级，64代表最低的优先级。每一个GSM小区对应一个优先级，优先级越高，盲切换时将其选择作为目标小区的可能性就越大。指定GSM邻近小区优先级的原则为：在实际应用中需要向GSM小区切换的概率越大，或者GSM小区的覆盖范围与WCDMA小区的覆盖范围重合度越高，则对应的GSM小区的优先级就越高。

针对图1所示的示意图中，RNC预先为WCDMA-cell 1配置的GSM邻区为GSM 6、1、3、2、7，并根据上述指定优先级的原则指定GSM 6、1、3、2、7的优先级分别为0、1、2、3、4；RNC预先为WCDMA-cell 2配置的GSM邻区为GSM-cell 1、3、4、5、6，并根据上述指定优先级的原则指定GSM-cell 1、3、4、5、6的优先级分别为0、1、2、3、4。

本发明在需要切换时，RNC根据活动集中包含的WCDMA小区生成参考候选集，取参考候选集中WCDMA小区的多个GSM邻区的交集，生成切换的目标GSM小区集，根据目标GSM小区优先级的高低，UE依次尝试进行切换。

网络端缓存UE上报的测量报告，并记录每个测量报告的上报时间和对应的小区标识；缓存的测量报告是UE根据协议25.331规定，对WCDMA小区适时进行测量的同频测量报告，缓存时采用覆盖保存方式，后测的测量报告覆盖其前的测量报告。

当UE移动到如图1所示的位置时，WCDMA网络系统的RNC对CN当前请求建立的业务类型进行判决：UE当前所处的WCDMA小区，如果不能为CN当前请求建立的业务类型分配足够的资源，并且CN当前请求建立的业务类型，在GSM网络中也能够被支持；或者UE当前所处的WCDMA小区，虽然可以为CN当前请求建立的业务类型分配足够的资源，但是基于最大限度地利用已有GSM网络资源的目的，希望将CN当前请求建立的业务类型放入GSM网络系统中，则可以进行盲切换。

请参见图2，图2为本发明一个较佳实施例的从WCDMA到GSM的盲切换方法流程图，该方法至少包括以下步骤：

步骤201：RNC根据活动集中包含的WCDMA小区，生成参考候选集；

在生成参考候选集之前，RNC根据记录的每个测量报告的上报时间和对应的小区标识，判断非活动集中小区的测量报告是否有效：如果因缓存时间超时等原因测量报告无效，则直接根据活动集中包含的WCDMA小区，生成参考候选集；如果测量报告有效，则获取网络端缓存的非活动集中小区的测量报告，并根据测量报告计算小区信号质量的映射值，然后根据活动集中包含的WCDMA小区和映射值对应的小区，生成参考候选集；

步骤202：取参考候选集中所有WCDMA小区的GSM邻区的交集，根据交集中GSM小区的优先级，生成切换的目标GSM小区重试候选集；

步骤203：依次向CN和UE返回目标GSM小区重试候选集中的小区，使UE到目标GSM小区重试候选集中的小区尝试进行切换。

在图2中的步骤201生成参考候选集之前，如果网络端缓存的测量报告有效，计算小区信号质量的映射值的过程如图3所示，图3为图2所示的较佳实施例中计算小区信号质量映射值的流程图，该流程图进一步包括以下步骤：

步骤301：获取当前的系统时间，计算缓存的测量报告中每个小区测量值的缓存时间；

步骤302：丢弃缓存时间大于最大有效时间的小区，最大有效时间为可配置参数，可以根据实际应用环境调整；

步骤303：把小区测量值、缓存时间和线性因子代入公式“映射值＝小区测量值-缓存时间(s)×线性因子(dB/s)”，计算出当前的小区信号质量的映射值；

其中，小区测量值是协议25.331规定的导频信道(CPICH)的信噪比(E_c/N₀)；线性因子是用于估算UE测量的信号强度随时间的衰减速度，单位为dB/s；线性因子的配置主要考虑小区所处环境的信号衰落特征和UE的移动速度，比如UE以100km/h的速度移动，在2秒内移动的距离约为55m，而在宏小区模型中50m的路径损耗为-1.92dB，即宏小区模型中400m和450m处的路径损耗差，由此线性因子可以近似取为1dB/s；宏小区模型是经校正的路径损耗模型；

步骤304：丢弃映射值差于预先配置的“参考候选集门限”的小区；“参考候选集门限”为可配置参数，可以根据实际应用环境调整；

步骤305：按映射值由大到小的顺序排序映射值对应的小区，其中第一个小区表示质量最好的小区。

图2中的步骤201生成参考候选集的过程如图4所示，图4为图2所示的较佳实施例中生成参考候选集的流程图，该流程图进一步包括以下步骤：

步骤401：选择活动集中的最优小区放入参考候选集；

本实施例中针对图1所示的示意图，活动集中的最优小区为WCDMA-cell1，所以选择WCDMA-cell 1放入参考候选集；

步骤402：选择活动集中的非最优小区放入参考候选集；本实施例中针对图1所示的示意图，选择WCDMA-cell 2放入参考候选集；

步骤403～405：判断参考候选集中小区数目是否超过预先配置的“参考候选集大小”，若超过则按最优小区至非最优小区的顺序取前“参考候选集大小”个小区作为最终的参考候选集，若没有超过则此参考候选集就是最终的参考候选集；“参考候选集大小”为可配置参数，通过该参数可以调整生成候选集的范围。如果网络端缓存的测量报告有效，计算出小区信号质量的映射值以后，还应在步骤403之前，选择与排序映射值对应的的小区，并按映射值由高到低顺序依次将与映射值对应的的小区放入参考候选集；

图2中步骤202生成切换的目标GSM小区重试候选集的过程如图5所示，图5为图2所示的较佳实施例中生成切换的目标GSM小区重试候选集的流程图，该流程图进一步包括以下步骤：

步骤501：选择参考候选集中所有WCDMA小区的GSM邻区的交集；

本实施例中针对图1所示的示意图，参考候选集中有WCDMA-cell 1和WCDMA-cell 2两个WCDMA小区；WCDMA-cell 1的GSM邻区为GSM-cell 1、2、3、6、7，WCDMA-cell 2的GSM邻区为GSM-cell 1、3、4、5、6，则WCDMA-cell1和WCDMA-cell 2的GSM邻区的交集为GSM-cell1、3、6；

步骤502：根据GSM小区在活动集最优小区中的选择顺序，确定交集中GSM小区的选择顺序；依照前文所述，交集GSM-cell 1、3、6在WCDMA-cell1中根据优先级的高低，其选择顺序为GSM-cell 6、1、3，在WCDMA-cell 2中根据优先级的高低，其选择顺序为GSM-cell 1、3、6；而交集中GSM小区的选择顺序应该根据交集中GSM小区在活动集最优小区中的选择顺序来确定，WCDMA-cell 1是活动集中的最优小区，所以交集中GSM-cell 1、3、6的选择顺序应该根据GSM-cell 1、3、6在WCDMA-cell 1中的选择顺序来确定：即GSM-cell 1、3、6的选择顺序为GSM-cell 6、1、3；

步骤503：按GSM小区的选择顺序将交集中GSM小区放入目标GSM小区重试候选集；本实施例中针对图1所示的示意图，将GSM-cell 6、1、3依次放入目标GSM小区重试候选集；

步骤504～506：判断目标GSM小区重试候选集中的小区数目是否超过预先配置的“GSM小区重试候选集大小”，若超过就按GSM小区的选择顺序取前

“GSM小区重试候选集大小”个GSM小区作为最终切换的目标GSM小区重试候选集，若没有超过则此目标GSM小区重试候选集就是最终切换的目标GSM小区重试候选集；“GSM小区重试候选集大小”为可配置参数，通过该参数可以调整生成候选集的范围；

本实施例中针对图1所示的示意图，假设最大切换目标小区集的个数为3，则交集GSM-cell 6、1、3组成的集合即为切换的目标GSM小区重试候选集。

本实施例中针对图1所示的示意图，生成切换的目标GSM小区重试候选集以后，按照目标GSM小区重试候选集中GSM-cell 6、1、3的选择顺序，首先选择GSM-cell 6作为切换的目标小区，通过信令向CN和UE返回GSM-cell6，使UE到GSM-cell 6尝试进行切换；如果在GSM-cell 6中切换失败，再通过信令向CN和UE返回GSM-cell 1作为切换的目标小区，使UE到GSM-cell 1尝试进行切换，依次类推，直到切换成功或全都失败为止。

本发明提供了一种从WCDMA到GSM的盲切换方法。当从WCDMA到GSM进行切换时，无需UE对GSM小区进行测量，大大地减小了切换过程中的时延；RNC根据活动集中包含的WCDMA小区生成参考候选集，取参考候选集中WCDMA小区的多个GSM邻区的交集，生成切换的目标GSM小区；本发明中的优先级属性，提高操作人员在实际网络中应用的灵活性和对算法的可控性；本发明充分利用现有的GSM网络资源，减少切换时延，从而减少切换不及时导致的掉话风险。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种从宽带码分多址系统WCDMA到全球移动通信系统GSM的盲切换方法，其特征在于，无线网络控制器RNC预先指定WCDMA小区的GSM邻区的优先级，该切换过程至少包括以下步骤：

A、根据活动集中包含的WCDMA小区，生成参考候选集；

B、取参考候选集中所有WCDMA小区的GSM邻区的交集，根据交集中GSM小区在活动集最优小区中的优先级别，生成切换的目标GSM小区重试候选集；

C、按照目标GSM小区重试候选集中优先级别依次向核心网CN和用户设备UE返回目标GSM小区重试候选集中的小区，使UE到目标GSM小区重试候选集中的小区尝试进行切换。

2.根据权利要求1所述的盲切换方法，其特征在于所述的GSM邻区的优先级的指定方法为：根据在实际应用中需要向GSM小区切换的概率或者GSM小区的覆盖范围与WCDMA小区的覆盖范围重合度来指定，概率越大或重合度越高，则指定对应的GSM小区的优先级就越高。

3.根据权利要求1所述的盲切换方法，其特征在于所述的步骤A包括：

A1、选择活动集中的最优小区放入参考候选集；

A2、选择活动集中的非最优小区放入参考候选集；

A3、判断参考候选集中小区数目是否超过预先配置的“参考候选集大小”，若超过则从参考候选集中，按最优小区至非最优小区的顺序取前“参考候选集大小”个小区作为最终的参考候选集，若没有超过则此参考候选集就是最终的参考候选集。

4.根据权利要求1所述的盲切换方法，其特征在于，在所述的生成参考候选集之前，RNC根据记录的每个测量报告的上报时间和对应的小区标识，判断非活动集中小区的测量报告是否有效：如果测量报告无效，则直接将活动集中包含的WCDMA小区，放入参考候选集；如果测量报告有效，则获取网络端缓存的非活动集中小区的测量报告，并根据测量报告计算小区信号质量的映射值，然后将活动集中包含的WCDMA小区和映射值对应的小区，放入参考候选集。

5.根据权利要求4所述的盲切换方法，其特征在于所述的计算小区信号质量的映射值包括以下步骤：

C1、获取当前的系统时间，计算测量报告中每个小区测量值的缓存时间；

C2、丢弃缓存时间大于最大有效时间的小区；

C3、把小区测量值、缓存时间和线性因子代入公式“映射值＝小区测量值-缓存时间(s)×线性因子(dB/s)”，计算出当前的小区信号质量的映射值；

C4、丢弃映射值差于预先配置的“参考候选集门限”的小区；

C5、按映射值由大到小的顺序排序映射值对应的小区。

6.根据权利要求4或5所述的盲切换方法，其特征在于所述的将活动集中包含的WCDMA小区和映射值对应的小区放入参考候选集，是先将活动集中包含的WCDMA小区放入参考候选集，然后再将映射值对应的小区按影射值的大小顺序依次放入参考候选集。

7.根据权利要求1所述的盲切换方法，其特征在于所述的步骤B包括：

B1、选择参考候选集中所有WCDMA小区的GSM邻区的交集；

B2、根据GSM小区的优先级，确定GSM小区在活动集最优小区中的选择顺序，根据GSM小区在活动集最优小区中的选择顺序，确定交集中GSM小区的选择顺序；

B3、按所述GSM小区的选择顺序将交集中GSM小区放入目标GSM小区重试候选集；

B4、判断目标GSM小区重试候选集中的小区数目是否超过预先配置的“GSM小区重试候选集大小”，若超过则从目标GSM小区重试候选集中，按所述GSM小区的选择顺序取前“GSM小区重试候选集大小”个GSM小区作为最终切换的目标GSM小区重试候选集，若没有超过则此目标GSM小区重试候选集就是最终切换的目标GSM小区重试候选集。

8.根据权利要求1所述的盲切换方法，其特征在于该方法进一步包括，在切换前RNC对CN当前请求建立的业务类型进行判决：UE当前所处的WCDMA小区，如果不能为CN当前请求建立的业务类型分配足够的资源，并且CN当前请求建立的业务类型，在GSM网络中也能够被支持，则进行盲切换。

9.根据权利要求1所述的盲切换方法，其特征在于该方法进一步包括，在切换前RNC对CN当前请求建立的业务类型进行判决：UE当前所处的WCDMA小区，虽然可以为CN当前请求建立的业务类型分配足够的资源，但是希望将CN当前请求建立的业务类型放入GSM网络系统中，则进行盲切换。

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